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Verfahren zur Herstellung von Koeh-, Brat- oder Backgeschirr aus nichtrostendem Stahl mit ver- stärktem Boden, insbesondere für elektrische Heizung.
Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von Koch-, Brat-oder Backgeschirr aus nichtrostendem Stahl, dessen Boden zum Schutze gegen Wärmedurchbiegungen durch eine Aluminiumplatte od. dgl. verstärkt ist, wobei das Aluminium oder eine Aluminiumlegierung in einer Stärke, die der des Geschirrbodens mindestens gleich ist, auf den Boden eines bereits im wesentlichen in seine fertige Gestalt gebrachten Geschirrs aufgegossen oder aufgespritzt wird, u. zw. vorzugsweise mittels des an sich bekannten Spritzgussverfahrens.
Man hat früher vorgeschlagen, Gefässe aus nichtrostendem Stahl aussen mit einem auch den Boden umgebenden Mantel aus Aluminium od. dgl. zu umgeben, wobei die beiden Gefässe nur durch genau in Ausschnitte des äusseren Gefässes passende Vorsprünge des inneren Gefässes miteinander verbunden sind. Infolge der verschiedenen Wärmedehnung der beiden Metalle kann aber hiedurch ein Werfen des Bodens beim Erhitzen nicht mit Sicherheit vermieden werden, wodurch solche Gefässe für elektrische Heizung, bei der es auf genaues Anliegen der Bodenunterfläche an die elektrische Heizplatte ankommt, nicht geeignet erscheinen.
Man hat auch vorgeschlagen, Gefässe aus einem nicht korrosionsfesten Material zum Schutze gegen die schwefelige Säure enthaltenden heissen Flammengase mit Schutzschichten am Boden zu versehen, die aus keramischem Material oder auch aus einer dünnen aufgespritzten Schichte aus Aluminium bestehen können, die entweder den Boden in einer Dicke, die erheblich unter dessen Wandstärke blieb, bedeckte oder in eine ebene, die ganze Bodenfläche des Geschirrs einnehmende Vertiefung des Bodens eingelassen wurde, also keinesfalls zur Verstärkung desselben und zur Verhütung von Wärme durch- biegungen geeignet war.
Man hat auch Geschirre aus nichtrostendem Stahl mit einer wesentlich verstärkten Bodenplatte aus anderm Metall hergestellt, indem man eine Bodenplatte aus mit nichtrostendem Stahl durch Heisswalzen plattiertem andern Metall durch elektrische Widerstandsschweissung mit dem noch ebenen, zur späteren Bildung der Seitenwandung bestimmten Blech aus nichtrostendem Stahl verschweisst und dieses dann in bekannter Weise in die Geschirrgestalt gebracht hat.
Unter den für die Bodenplatte genannten Metallen ist auch Aluminium erwähnt, doch hat dies wegen der Schwierigkeit, bei den zum Schweissen von nichtrostendem Stahl auftretenden Temperaturen ein Zerschmelzen und Verbrennen des Aluminiums zu verhüten, keine praktische Bedeutung erlangt, vielmehr wurden die nach dem oben angegebenen Verfahren hergestellten Geschirre vorwiegend mit Flusseisenböden hergestellt, die gegenüber Aluminiumverstärkungsböden wiederum den Nachteil höheren Gewichts und geringerer Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion haben.
Das Aufgiessen dicker Aluminiumböden auf Geschirre aus nichtrostendem Stahl hat man bisher für nicht möglich angesehen, weil diese beiden Metalle schwer zum Haften aneinander zu bringen sind.
Man hat deshalb früher vorgeschlagen, Aluminium-und Stahlblech nach vorherigem Aufrauhen der einander zugekehrten Seiten mittels Sandstrahlgebläses durch Walzen zu vereinigen. Gemäss der Er-
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findung ist es aber gelungen, eine not-b viel innigere Verbindung der beiden Metalle durch Aufgiessen bzw. Aufspritzen des Aluminiums auf den Boden des im wesentlichen in seine fertige Gestalt gebrachten Geschirrs aus nichtrostendem Stahl zu erzielen, in dem vor dem Aufbringen des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung an dem zu verstärkenden Boden Vorsprünge oder Einschnitte angebracht werden.
Beispielsweise wird eine befriedigende Haftung der Aluminiumschicht erzieh, wenn an dem Boden, mindestens aber an seinem Rande, scharfe oder hinterschnittene Rillen eingedreht oder eingewalzt werden.
Als besonders zweckmässig hat es sich erwiesen, auf den zu verstärkenden Boden zuerst ein Gerippe von beliebiger Form aus einem Metall, dessen Schmelzpunkt höher liegt als der des Aluminiums, beispielsweise Eisen, aufzuschweissen oder aufzulöten, welches ganz oder teilweise von dem Verstärkungsmetall eingehüllt wird. Es empfiehlt sich dabei, den einzelnen Stogen des Gerippes ein hinterschnittenes, beispielsweise schwalbenschwanzförmiges oder T-förmiges Profil zu geben.
Zum Aufgiessen des Aluminiumbodens kann beispielsweise eines der bekannten Spritzgussverfahren unter Anpassung der Apparatur an den besonderen Zweck verwendet werden, die z. B. darin bestehen kann, dass zum Aufgiessen des Aluminiums eine das Geschirr mantelartig umfassende Gussform, deren Gussloch durch eine nahe dem Geschirrboden längs der Geschirraussenwand verlaufende Nut mit dem Gussraum in Verbindung steht, so aufgestellt wird, dass der Mittelpunkt des Gesehirrbodens etwas höher liegt als der Mittelpunkt des oberen Topfrandes. Ein besonders gutes Haften des Verstärkungsbodens am Geschirr wird erreicht bei Verwendung einer Aluminiumlegierung folgender Zu-
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bis 5% Silicium, 2 bis 12% Kupfer, 0 bis 4% Zinn, Rest Aluminium.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 ein durch eine Aluminiumplatte verstärktes Kochgeschirr aus nichtrostendem Stahl, zur Hälfte im Schnitt, zur Hälfte in Ansicht. Fig. 2 veranschaulicht eine untere Kante eines Kochgeschirrs gemäss Fig. 1 mit hinterschnittenen Einzahnungen am Rande vor dem Aufbringen des Verstärkungsbodens. Fig. 3, 4 und 5 zeigen Topfböden mit aufgeschweisstem Gerippe, gleichfalls vor dem Aufbringen des Verstärkungsbodens in Ansicht von unten, u. zw. Fig. 3 eine einfache Kreuzform, Fig. 4 eine Sternform, Fig. 5 eine Gitterform.
Die Fig. 6 und 7 sind Schnitte durch verstärkte Topfböden, bei denen in die Verstärkung je ein Gerippesteg eingebettet ist. Fig. 8 veranschaulicht beispielsweise eine Gussform zum Aufgiessen der Aluminiumplatte.
In den Figuren bedeutet 1 ein Koch-, Brat-oder Backgeschirr aus nichtrostendem Stahl, 2 ist der eigentliche Boden dieses Geschirrs, 3 die auf diesem Boden aufgebrachte Verstärkungsplatte aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. 4 (in Fig. 2) sind die am Rande des Bodens 2 angebrachten, hinterschnittenen Rillen, die zum besseren Haften der Aluminiumschicht beitragen. In den Fig. 3,4 und 5 ist auf den eigentlichen Geschirrboden 2 ein Gerippe 5 aufgelötet oder aufgeschweisst, das beispielsweise aus Gusseisen bestehen kann. Die einzelnen Stege 6 des Gerippes erhalten zweckmässigerweise ein hinterschnittenes, beispielsweise schwalbenschwanzförmiges (Fig. 6) oder T-förmiges (vgl. Fig. 7) Profil.
Beim Aufbringen des Aluminiums werden sie ganz oder teilweise in das Verstärkungsmetall eingebettet, wodurch die Verstärkungsplatte sicher am Geschirrboden befestigt wird. Fig. 8 veranschaulicht ein besonders zweckmässiges Verfahren zum Aufgiessen des Verstärkungsbodens. Das Geschirr 1 ist in eine zylindrische Gussform 7 eingebracht, deren Boden 8 so weit vom Geschirrboden 2 entfernt ist, dass ein Gussraum 9 für die Verstärkungsschicht frei bleibt. Im Innern des Geschirrs 1 wird ein Kern 10 angeordnet, um Deformationen des Geschirrbodens während des Gussprozesses zu verhüten. Das Gussloch 11 steht durch eine nahe dem Geschirrboden 2 verlaufende Ringnut 12 mit dem Gussraum 9 in Verbindung.
Beim Giessen wird die Gussform so aufgestellt, dass der Mittelpunkt des Geschirrbodens etwas höher liegt als der Mittelpunkt des oberen Topfrandes. Dadurch wird erreicht, dass das flüssige Metall, welches durch das Gussloch 11 eintritt, zuerst auf beiden Seiten des Gussloches in den beiden halbkreisförmigen Nuten um den Topfboden herumfliesst und in den Gussraum 9 erst eintritt, nachdem die Fläche, auf der das Aluminium in erster Linie haften soll, bereits vorgewärmt ist. Das beim Guss die Ringnut 12 durchfliessende Metall bildet nach der Erstarrung am Topf in der Nähe des Bodens eine Ringwulst 7. 3 (s. Fig. l), die nicht entfernt zu werden braucht und die Haftung der Aluminiumschicht noch verbessert.
Nach dem Giessen kann vermittels des Kerns 10 (Fig. 8) ein Pressdruck auf den Boden 2 ausgeübt werden, wodurch dieser vollkommen eben bleibt. Dies empfiehlt sich besonders bei Geschirren von grösserem Durchmesser, bei denen die Böden infolge der Erhitzung beim Giessen leicht wellig werden,
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Koch-, Brat-oder Backgeschirr aus nichtrostendem Stahl, insbesondere für elektrische Heizung, dessen Boden zum Schutze gegen Wärmedurchbiegungen durch eine Aluminiumplatte od. dgl. verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium oder eine Aluminiumlegierung in einer Stärke, die der des Geschirrbodens mindestens gleich ist, auf den Boden eines bereits im wesentlichen in seine fertige Gestalt gebrachten Geschirrs aufgegossen oder aufgespritzt wird.
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Process for the production of cookware, roasting or baking dishes made of stainless steel with a reinforced base, in particular for electrical heating.
The invention consists in a method for the production of cooking, roasting or baking dishes made of stainless steel, the bottom of which is reinforced by an aluminum plate or the like to protect against heat deflection, the aluminum or an aluminum alloy having a thickness that is that of the bottom of the dish is at least the same, is poured or sprayed onto the bottom of a tableware that has already been substantially brought into its finished shape, u. between, preferably by means of the injection molding process known per se.
It has previously been proposed to surround vessels made of stainless steel on the outside with a jacket made of aluminum or the like which also surrounds the bottom, the two vessels being connected to one another only by projections of the inner vessel that fit exactly into sections of the outer vessel. As a result of the different thermal expansion of the two metals, however, the floor cannot be prevented from throwing when it is heated, which means that such vessels for electrical heating, in which the undersurface of the floor is exactly in contact with the electrical heating plate, do not appear suitable.
It has also been proposed to provide vessels made of a non-corrosive material to protect against the sulphurous acid-containing hot flame gases with protective layers on the bottom, which can consist of ceramic material or a thin sprayed-on layer of aluminum that either covers the bottom in one thickness which remained significantly below its wall thickness, covered or was embedded in a flat depression in the bottom that took up the entire bottom surface of the crockery, so it was in no way suitable for reinforcing the same or for preventing heat deflections.
Crockery made of stainless steel with a significantly reinforced base plate made of other metal has also been produced by welding a base plate made of another metal clad with stainless steel by hot rolling by electrical resistance welding to the still flat sheet of stainless steel intended for later formation of the side wall then brought this into the shape of the dishes in a known manner.
Among the metals mentioned for the base plate, aluminum is also mentioned, but because of the difficulty of preventing the aluminum from melting and burning at the temperatures that occur when welding stainless steel, this has no practical significance; rather, those were made according to the method specified above The dishes produced are mainly made with river iron floors, which in turn have the disadvantage of higher weight and lower resistance to corrosion than aluminum reinforcement floors.
Pouring thick aluminum bases onto stainless steel dishes has hitherto not been considered possible because these two metals are difficult to make to adhere to one another.
It has therefore previously been proposed to unite aluminum and steel sheets after previously roughening the sides facing one another by means of a sandblasting blower by rolling. According to the
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However, it has been possible to achieve a much more intimate connection between the two metals by pouring or spraying the aluminum onto the bottom of the stainless steel tableware, which has essentially been brought into its finished shape, in the prior to the application of the aluminum or the Aluminum alloy projections or incisions are made on the floor to be reinforced.
For example, satisfactory adhesion of the aluminum layer is achieved if sharp or undercut grooves are screwed or rolled into the floor, but at least at its edge.
It has proven to be particularly expedient to first weld or solder a framework of any shape made of a metal whose melting point is higher than that of aluminum, for example iron, which is completely or partially encased by the reinforcing metal. It is advisable to give the individual ribs of the framework an undercut, for example dovetail-shaped or T-shaped profile.
For pouring on the aluminum floor, for example, one of the known injection molding processes can be used with adaptation of the apparatus to the particular purpose. B. can be that for pouring the aluminum, the crockery shell-like casting mold, whose casting hole is connected to the casting space through a groove running near the crockery base along the outer wall of the crockery, is set up so that the center of the crockery base is slightly higher than the center of the upper rim of the pot. A particularly good adhesion of the reinforcement bottom to the dishes is achieved when using an aluminum alloy with the following additions
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up to 5% silicon, 2 to 12% copper, 0 to 4% tin, the remainder aluminum.
The invention is illustrated in the drawing, for example, u. FIG. 1 shows a cookware made of stainless steel reinforced by an aluminum plate, half in section, half in view. FIG. 2 illustrates a lower edge of a cookware according to FIG. 1 with undercut serrations on the edge before the reinforcement base is applied. 3, 4 and 5 show pot bottoms with a welded-on framework, also before the reinforcement bottom is applied, in a view from below, u. Between Fig. 3 a simple cross shape, Fig. 4 a star shape, Fig. 5 a grid shape.
6 and 7 are sections through reinforced pot bottoms, in which a framework web is embedded in the reinforcement. For example, FIG. 8 illustrates a mold for pouring on the aluminum plate.
In the figures, 1 denotes a cooking, roasting or baking dish made of stainless steel, 2 is the actual base of this dish, 3 is the aluminum or aluminum alloy reinforcement plate attached to this base. 4 (in Fig. 2) are the undercut grooves attached to the edge of the base 2, which contribute to better adhesion of the aluminum layer. In FIGS. 3, 4 and 5, a framework 5 is soldered or welded onto the actual crockery base 2, which frame may consist of cast iron, for example. The individual webs 6 of the framework expediently receive an undercut, for example dovetail-shaped (FIG. 6) or T-shaped (cf. FIG. 7) profile.
When the aluminum is applied, they are completely or partially embedded in the reinforcement metal, whereby the reinforcement plate is securely attached to the bottom of the crockery. 8 illustrates a particularly expedient method for pouring on the reinforcement base. The crockery 1 is placed in a cylindrical casting mold 7, the base 8 of which is so far removed from the crockery base 2 that a casting space 9 remains free for the reinforcement layer. A core 10 is arranged in the interior of the crockery 1 in order to prevent deformation of the crockery base during the casting process. The casting hole 11 is connected to the casting space 9 through an annular groove 12 running near the bottom of the crockery 2.
When pouring, the mold is set up in such a way that the center of the bottom of the dish is slightly higher than the center of the top edge of the pot. This ensures that the liquid metal that enters through the casting hole 11 first flows on both sides of the casting hole in the two semicircular grooves around the bottom of the pot and only enters the casting space 9 after the surface on which the aluminum is primarily located should adhere, is already preheated. The metal flowing through the annular groove 12 during casting, after solidification on the pot near the bottom, forms an annular bead 7. 3 (see FIG. 1) which does not need to be removed and which further improves the adhesion of the aluminum layer.
After casting, a pressing pressure can be exerted on the base 2 by means of the core 10 (FIG. 8), whereby it remains completely flat. This is particularly recommended for dishes with a larger diameter, where the base becomes slightly wavy as a result of the heating during pouring,
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of cooking, roasting or baking dishes made of stainless steel, in particular for electrical heating, the bottom of which is reinforced by an aluminum plate or the like to protect against heat deflection, characterized in that the aluminum or an aluminum alloy is one thickness , which is at least the same as that of the bottom of the dish, is poured or sprayed onto the bottom of a dish that has already essentially been brought into its finished shape.